Formula Student -ajoneuvon hybridivoimansiirron akunhallintajärjestelmä

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen korkeakoulujen Formula Student -tiimille nimeltään Tampere Formula Student. Työn tavoitteena oli toteuttaa akunhallintajärjestelmä, joka on osa Tampere Formula Student -tiimin vuoden 2022 kilpa-auton hybridivoimansiirtojärjestelmää. Toteutettu akunhallintajärjestelmä on yhden piirilevyn sulautettu järjestelmä, jonka suunnittelu, toteutus ja testaus esitellään tässä opinnäytetyössä.

Suunnitteluosuus sisältää työn lähtökohtien ja vaatimusten esittelyn, jonka jälkeen esitellään järjestelmän piirikaaviosuunnittelu. Lisäksi suunnitteluosuudessa esitellään lyhyemmin piirilevyn sekä ohjelmiston suunnittelun pääkohdat.

Toteutusosuudessa esitellään piirilevyn valmistusprosessi, ohjelmiston luonti ja sen toiminta korkealla tasolla sekä akunhallintajärjestelmän integrointi osaksi hybridivoimansiirtojärjestelmää.

Testausosuudessa esitellään järjestelmän testaus luodun testaussuunnitelman mukaisesti ja testauksesta saadut tulokset. Hybridijärjestelmän muiden osien valmistuksen viivästymisen seurauksena akunhallintajärjestelmän testauksessa esitellään ainoastaan järjestelmän elektroniikan perustestaukset.

Lopputuloksena työssä syntyi ensimmäinen kehitysversio kyseiseen hybridivoimansiirtoon toteutetusta akunhallintajärjestelmästä. Akunhallintajärjestelmä toimii lähtökohtana tulevien versioiden kehityksessä.

Thesis is made for Tampere universities’ Formula Student team called Tampere Formula Student. The purpose of the thesis is to implement a battery management system that is part of the Tampere Formula Student team’s year 2022 vehicle’s hybrid powertrain. The battery management system is a one PCB embedded system which design, implementation and testing are presented in the thesis.

Design part of the thesis declares baselines and restrictions for the system followed by explaining the schematics design. The design part also includes some highlights of the PCB and software design.

Implementation part of the thesis explains the manufacturing process of the PCB and a high-level implementation of the software. Integration, of the battery management system to the hybrid powertrain, is also shown in the implementation part.

The battery management system is tested according to test plan. Test procedures and results are presented in test part of the thesis. Due to delays in manufacturing the hybrid system, only basic tests for electronics of the battery management system are presented in the test procedures.

Results of the thesis represents the first evaluation version of the concerned hybrid system’s battery management system. The battery management system works as a starting point for new development versions.